专利名称：一种强磁选别过程运行控制方法
技术领域：
本发明属于自动控制技术领域，特别涉及一种强磁选别过程运行控制方法。
背景技术：
磁选过程是赤铁矿选矿生产流程中的一个重要环节，是影响选矿产品质量的最后一道工序，直接决定最终产品质量，其主要任务是将经磨矿过程研磨后的矿浆选别为品位合格的精矿和尾矿。其中，影响强磁选别工艺生产指标的最主要因素是基础控制回路的冲矿漂洗水流量(粗选漂洗水流量、一扫漂洗水流量、二扫漂洗水流量)、励磁电流(粗选励磁电流、扫选 励磁电流)、扫选给矿浓度，此外，还受给矿品位、给矿粒度、矿石可选性、给矿量等因素的影响(工艺过程如图I所示)。由于品位指标与基础控制回路过程变量之间具有强非线性、时变性、边界条件变化频繁等复杂动态特性，难以用精确数学模型描述，并且品位粒度指标无法在线连续检测，目前实际现场仅能实现冲矿漂洗水流量、励磁电流和扫选给矿浓度的基础回路控制，而难以根据工艺指标精矿品位和尾矿品位的目标采用优化控制方法实时给出基础控制回路的设定值。现有技术中，强磁选别过程控制的研究大多假定可以获得理想的基础控制回路设定值，集中在提高反馈控制的效果，忽略偏离理想设定点的反馈控制不能实现系统的良好运行，近年来，众多研究者开始对强磁选别过程回路设定值优化控制系统进行研究，然而这些系统由于缺乏对指标的实时检测，难以及时有效地抑制各种未知干扰对工艺指标的不利影响，造成系统在相当长的时间内处于开环控制，很难或者根本不能使磁选过程在最佳的状态下运行，从而无法保证产品的质量，造成原料的浪费和生产效率的下降。传统的优化控制软件大多属于专用或者封闭式系统，算法可扩展性差，且系统内嵌的算法模型与开发环境深度耦合，无法成为真正独立的和可以互相移植的行业公共资源。每次微小的修改都要重新编译、链接和调试整个系统，不利于系统的维护。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种强磁选别过程运行控制方法，用于根据强磁选品位指标期望值，对强磁选别过程的基础控制回路的设定值进行优化，从而提高精矿品位，降低尾矿品位。所述强磁选别过程的基础控制回路的包括冲矿漂洗水流量(粗选漂洗水流量q 、一扫漂洗水流量qswl、二扫漂洗水流量qsw2)、励磁电流(粗选励磁电流仁、扫选励磁电流is)、扫选给矿浓度dsf的控制回路。本发明的技术方案是这样实现的—种强磁选别过程运行控制方法所采用的系统，包括一台分矿箱、一台粗选强磁机、一台扫选强磁机、一台浓密机，同时配备测量仪表，执行机构以及工业控制系统(分布式计算机控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC))，在此基础上构成回路控制系统，其中，测量仪表包括核子浓度计、电磁流量计和电流互感器，执行机构包括电动调节阀门、变频泵和励磁电流整流装置。在粗选强磁机的漂洗水加水管上安装第一电磁流量计和第一电动调节阀门；在浓密机底流管路上安装一台变频泵和一个核子浓度计；在扫选强磁机上下盘的漂洗水加水管上各安装第二电磁流量计和第三电磁流量计，并配套安装有第二电动调节阀门和第三电动调节阀门；粗强磁选机磁极处安装有第一电流互感器和第一励磁电流整流装置，扫选强磁机的磁极处安装第二电流互感器和第二励磁电流整流装置。本发明方法根据强磁选别过程的品位指标期望值(精矿品位期望值Y *cg,尾矿品位期望值Y *tg、边界条件B (给矿品位B1、给矿粒度B2、矿石可选性B3、给矿量B4)，以及基础控制回路的实际值(粗选漂洗水流量q 、一扫漂洗水流量qswl、二扫漂洗水流量qsw2、粗选励磁电流ip扫选励磁电流is、扫选给矿浓度dsf)，对强磁选别过程的六个基础控制回路(粗选漂洗水流量控制回路、一扫漂洗水流量控制回路、二扫漂洗水流量控制回路、粗选励磁电流控制回路、扫选励磁电流控制回路、扫选给矿浓度控制回路)的设定值(q:、q*swl> q *sw2>i*r> i*s> (Tsf)进行控制，从而保证系统运行在与期望运行指标相对应的工作点上。本发明的强磁选别过程运行控制方法，具体步骤如下步骤I :研磨后的矿浆通过分矿箱自流入粗选强磁机进行分选，第一电磁流量计采集粗选漂洗水流量q ，第一电流互感器采集粗选励磁电流仁;步骤2 :粗选出的精矿进入精矿大井，尾矿进入中矿浓密机进行浓缩，矿浆由浓密机底流的变频泵打入扫选强磁机，核子浓度计采集扫选给矿浓度dsf ；步骤3 :矿浆进入扫选强磁机进行扫选，扫选强磁机上盘为一扫作业，一扫的尾矿进入下盘进行二扫，第二电磁流量计、第三电磁流量计分别采集扫选强磁机的上下盘漂洗水流量qswl和qsw2，即一扫漂洗水流量和二扫漂洗水流量，第二电流互感器采集扫选励磁电流is ;步骤4 :根据采集到的粗选漂洗水流量q 、粗选励磁电流h、扫选给矿浓度dsf、扫选强磁机的上下盘漂洗水流量qswl和qsw2实际值，对基础控制回路的设定值进行优化，实现强磁选别过程品位指标的控制；步骤4. I :设定品位指标期望值和边界条件B，品位指标期望值包括精矿品位期望值广。8，尾矿品位期望值Y、，边界条件B包括给矿品位B1、给矿粒度B2、矿石可选性B3、给矿量B4 ；步骤4. 2 :判断品位指标期望值或边界条件相对于上一时刻设定的品位指标期望值或边界条件是否发生改变，是，则执行步骤4. 3，进行基础控制回路预设定值优化；否，则执行步骤4. 4，进行品位指标软测量；步骤4. 3 :基础控制回路预设定值优化；基础控制回路预设定值是指未经动态补偿的基础控制回路设定值，本发明中将该基础回路预设定值与步骤4. 5计算的补偿量求和后作为最终的基础控制回路设定值下载到工业控制系统(分布式计算机控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC))中；基础控制回路预设定值优化是根据品位指标期望值、基础控制回路实际值以及边界条件信息，采用案例推理算法，对基础控制回路预设定值进行优化。基础控制回路预设定值优化，其输入为精矿品位期望值Y、与尾矿品位期望值Y'g、给矿品位B1、给矿粒度B2、矿石可选性B3、给矿量B4、基础控制回路的当前时刻粗选漂洗水流量实际值q (t)，一扫漂洗水流量实际值qswl (t)，二扫漂洗水流量实际值qsw2(t)，粗选励磁电流实际值iJt)，扫选励磁电流实际值is(t)，扫选给矿浓度实际值dsf(t)以及上一时刻粗选漂洗水流量设定值q* (t-l)，一扫漂洗水流量q*swl (t-1)，二扫漂洗水流量q*sw2 (t_D，粗选励磁电流i*r(t-l)，扫选励磁电流 Λ (t-i)，扫选给矿浓度cf(t-i)sf;其输出为基础控制回路的预设定值<wl、qL2s C、i:s、d-f ;采用案例推理算法，对基础控制回路预设定值进行优化将品位指标期望值、基础控制回路的实际值和基础控制回路的设定值，以案例形式进行描述，从案例库中检索与当前工况匹配的案例，根据检索的结果进行案例重用，得到基础控制回路的预设定值。具体步骤如下(一)案例描述基于案例推理技术的预设定模型描述如下
权利要求
1. 一种强磁选别过程运行控制方法，其特征在于包括如下步骤 步骤I:研磨后的矿浆通过分矿箱自流入粗选强磁机进行分选，第一电磁流量计采集粗选漂洗水流量q ，第一电流互感器采集粗选励磁电流仁; 步骤2 :，粗选出的精矿进入精矿大井，尾矿进入中矿浓密机进行浓缩，矿浆由浓密机底流的变频泵打入扫选强磁机，核子浓度计采集扫选给矿浓度dsf ； 步骤3 :矿浆进入扫选强磁机进行扫选，扫选强磁机上盘为一扫作业，一扫的尾矿进入下盘进行二扫，第二电磁流量计、第三电磁流量计分别采集扫选强磁机的上下盘漂洗水流量qswl和qsw2，即一扫漂洗水流量和二扫漂洗水流量，第二电流互感器采集扫选励磁电流is ； 步骤4 :根据采集到的粗选漂洗水流量q 、粗选励磁电流扫选给矿浓度dsf、扫选强磁机的上下盘漂洗水流量qswl和qsw2实际值，对基础控制回路的设定值进行优化，实现强磁选别过程品位指标的优化，具体步骤如下； 步骤4. I :设定品位指标期望值和边界条件B，品位指标期望值包括精矿品位期望值Y*cg,尾矿品位期望值Y *tg,边界条件B包括给矿品位B1、给矿粒度B2、矿石可选性B3、给矿量B4 ； 步骤4. 2 :判断品位指标期望值或边界条件相对于上一时刻设定的品位指标期望值或边界条件是否发生改变，是，则执行步骤4. 3，进行基础控制回路预设定值优化；否，则执行步骤4. 4，进行品位指标软测量； 步骤4. 3 :采用案例推理算法，对基础控制回路预设定值进行优化将品位指标期望值、基础控制回路的实际值和基础控制回路的设定值，以案例形式进行描述，从案例库中检索与当前工况匹配的案例，根据检索的结果进行案例重用，得到基础控制回路的预设定值； 步骤4. 4 :进行品位指标软测量采用神经网络算法，对品位指标进行预报，得到品位指标预报值，具体为对基础控制回路的实际值与边界条件进行主元特征提取，将提取的主元与前一时刻品位指标的预报值采用神经网络进行计算，得到品位指标的预报值； 步骤4. 5 :对基础控制回路设定值进行动态补偿计算品位指标预报值与品位指标期望值之差，即基础控制回路预设定值的补偿值Λ Yt; 步骤4.6 :将补偿值AYt与基础控制回路预设定值<求和后下载到分布式计算机控制系统DCS ； 步骤5 :根据优化后的基础控制回路的设定值q:、q*swl, q*sw2, i*r, i*s, (Tsf，调节粗选漂洗水阀门的开度 ' 控制粗扫上下盘漂洗水流量q ，第一励磁电流整流装置通过调节仁以改变磁场的强度；粗选出的精矿进入精矿大井，尾矿进入浓密机进行浓缩，改变变频泵的转速Sd实现矿浆浓度dsf调节，尾矿矿浆由浓密机底流的变频泵打入扫选强磁机，扫选强磁机上盘为一扫作业，一扫的尾矿给入下盘进行二扫，一扫漂洗水阀门的开度Vsl与二扫漂洗水阀门的开度Vs2分别控制扫选强磁机的上下盘漂洗水流量qswl和qsw2，第二励磁电流整流装置通过调节is实现磁场强度的控制； 步骤6 :粗选精矿和扫选精矿为强磁选精矿，扫选尾矿为强磁选尾矿，通过溜槽进入尾矿浓缩。
全文摘要
一种强磁选别过程运行控制方法，属于自动控制技术领域，根据强磁选品位指标期望值以及基础控制回路的实际值，对强磁选别过程的基础控制回路的设定值进行优化控制，提高精矿品位，降低尾矿品位。本发明保证系统运行在精矿品位期望值与尾矿品位期望值对应的工作点上，使用神经网络对不可在线测量的精矿品位与尾矿品位进行实时预报，采用动态补偿方法有效抑制各种未知干扰对选别过程的不利影响，从而在有效提高精矿品位的同时降低尾矿品位，提高选矿最终产品的金属回收率。本方法可通过软件系统实现，软件系统实现软件功能模块与算法文件的分离、解耦度低、易于算法扩展与维护，为强磁选别过程运行控制方法研究及系统设计提供技术支撑与运行平台。
文档编号B03C1/02GK102778843SQ201210256039
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者丁进良, 代伟, 刘长鑫, 岳恒, 柴天佑, 秦岩 申请人:东北大学